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信息量很大!進(jìn)度比預(yù)想要快:國產(chǎn)光刻機(jī)為何最終能成?

文/王新喜


【資料圖】

日前,新華網(wǎng)罕見的發(fā)布了一篇《國產(chǎn)光刻機(jī)如何突圍?》的文章,從目前的進(jìn)度來看,國產(chǎn)光刻機(jī)比預(yù)想要快,也最終能成,留給ASML的時(shí)間不多了。

信息量很大,光刻機(jī)關(guān)鍵環(huán)節(jié)或正在突破

新華網(wǎng)這則消息透露,上海微電子正致力于研發(fā)28納米浸沒式光刻機(jī),預(yù)計(jì)在2023年年底將國產(chǎn)第一臺(tái)SSA/800-10W光刻機(jī)設(shè)備交付市場(chǎng)。而此前華為的一項(xiàng)最新專利,在極紫外光刻機(jī)核心技術(shù)上取得突破性進(jìn)展。

此前,國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布了一項(xiàng)華為新的專利“反射鏡、光刻裝置及其控制方法”,這標(biāo)志著華為在極紫外線光刻機(jī)核心技術(shù)上取得突破性進(jìn)展。

這是官媒公布的消息,信源肯定靠譜。其次,上海微電子可以生產(chǎn)28納米光刻機(jī),意味著我們解決了從0到1的問題;華為的“反射鏡、光刻裝置及其控制方法”,則可以讓我們?cè)跇O紫外線光刻機(jī)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從1到100的發(fā)展。

從關(guān)鍵信息來看,是純國產(chǎn)28nm沉浸式光刻機(jī)將于年底交付。事實(shí)上,28nm光刻機(jī)和28nm芯片是不同的,28nm光刻機(jī)能造出的芯片遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止28nm。芯片是芯片,光刻機(jī)是光刻機(jī),對(duì)于28nm光刻機(jī)而言,最高是可以制造出7nm芯片的。

總的來說,目前該消息的發(fā)布,關(guān)鍵環(huán)節(jié)的突破可能只剩時(shí)間問題了。畢竟,中國國產(chǎn)光刻機(jī)的消息其實(shí)就和過去諸多卡脖子技術(shù)的突破一樣,外界永遠(yuǎn)不知道進(jìn)度,等知道的那一天,國產(chǎn)光刻機(jī)已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)了。

高端光刻機(jī)還不宜樂觀,卡脖子的地方還有兩處

荷蘭ASML的光刻機(jī)是集合了全球頂尖公司的產(chǎn)品,一臺(tái)光刻機(jī)有10萬多個(gè)零件,涉及的每一步都需要最先進(jìn)的工藝與零件。ASML公司的EUV光刻機(jī),需要頂級(jí)的鏡頭和光源以及極致的機(jī)械精度與復(fù)合材料,光源采用美國的Cymer,透鏡是德國的蔡司,復(fù)合材料是來自日本等等。光刻機(jī)的激光,鏡頭,雙工臺(tái),都是精密儀器的頂尖水平。

在過去的一個(gè)共識(shí)是,光刻機(jī)在全球沒有一個(gè)國家能單獨(dú)造出來,它是集合了全球的頂尖科技的產(chǎn)物。業(yè)界有形象的比喻,用光在晶圓上畫圖,相當(dāng)于兩架客機(jī)齊頭并進(jìn),一架機(jī)翼上掛一把刀,另一架飛機(jī)上粘一顆米粒,用刀在米粒上刻字。

但如果說這世界上選一個(gè)國家去單獨(dú)攻克這個(gè)難題,也只能是中國。

市場(chǎng)需求擺在這里,產(chǎn)業(yè)鏈就有足夠的動(dòng)力,而現(xiàn)有的國產(chǎn)替代的產(chǎn)業(yè)集群也正在起來。包括科技公司,還有科研院所,高等院校,知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的專業(yè)機(jī)構(gòu)等等。

從國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈公司方面,做光刻機(jī)核心組件的公司已經(jīng)基本成型,做光源系統(tǒng),做物鏡系統(tǒng)的,做曝光光學(xué)系統(tǒng)的,做雙工作臺(tái)的,做浸沒系統(tǒng)的以及包括光刻膠,光刻氣體,光掩模版,光刻機(jī)缺陷檢測(cè)設(shè)備,涂膠顯影設(shè)備等,都有相關(guān)的公司與產(chǎn)業(yè)分布。

而根據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道,國內(nèi)多家A股上市公司已經(jīng)進(jìn)入到光刻機(jī)全球產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)之中,包括光刻機(jī)光源系統(tǒng)廠商福晶科技,物鏡系統(tǒng)廠商奧普光電,涂膠顯影廠商芯源微、富創(chuàng)精密,光掩膜版廠商清溢光電、華潤微,缺陷檢測(cè)廠商精測(cè)電子,光刻膠廠商南大光電、容大感光,光刻氣體廠商雅克科技、華特氣體等。

不過,我們還不宜過于樂觀,目前還存在卡脖子的地方。

根據(jù)新華社的報(bào)道,記者調(diào)研的企業(yè)稱:“卡脖子”的難點(diǎn)主要在兩處:一是光源,光刻機(jī)要求體系小、功率高而穩(wěn)定的光源;二是鏡片,為了讓光線能夠精確地照射到硅片上刻畫出微小的圖案,需要一系列高精度和高光滑度的鏡片來聚焦和校準(zhǔn)光線。

但是難點(diǎn)在一點(diǎn)點(diǎn)攻克。上海微電子副董事長賀榮明在受訪時(shí)表示:“2002年,我國專家出國考察時(shí),對(duì)方工程師說,哪怕把所有圖紙都給你們,你們也未必能做出光刻機(jī)。”回國后,賀榮明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)夜以繼日攻關(guān),目前,上海微電子已可量產(chǎn)90納米分辨率的SSX600系列光刻機(jī),28納米分辨率的光刻機(jī)也有望取得突破。

據(jù)傳上微的SSA800光刻機(jī)類似于阿斯麥的DUV2000i,但指標(biāo)要比2000i高些,通過工藝優(yōu)化可以做到7nm集成電路制程。已經(jīng)跑線一年了,從定型看差不多年底會(huì)批量生產(chǎn)。

進(jìn)度比預(yù)想的快,荷蘭要在功勞簿上添一筆

根據(jù)浙商證券研報(bào)表示,當(dāng)前我國在清洗、熱處理、去膠設(shè)備的國產(chǎn)化率分別達(dá)到34%、40%、90%;在涂膠顯影、刻蝕、真空鍍膜的國產(chǎn)化率達(dá)到10%至30%;在原子層沉積、光刻、量測(cè)檢測(cè)、離子注入的國產(chǎn)化率暫時(shí)低于5%。

在在目前來看,國產(chǎn)化率在逐步提升,國產(chǎn)替代節(jié)奏在加快。國產(chǎn)DUV光刻機(jī)進(jìn)展還處于保密階段,把量產(chǎn)時(shí)間都放出來了,意味著組裝成整機(jī),量產(chǎn)的時(shí)間也有望提前了。

以往的歷史經(jīng)驗(yàn)告訴我們,一旦中國在某項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域取得突破,國外品牌會(huì)開始加大出貨,甚至通過市場(chǎng)降價(jià)傾銷的方式來限制國產(chǎn)品牌研發(fā)投入與產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

正如某業(yè)內(nèi)人士表示,光刻機(jī)那么復(fù)雜的東西,做出來的產(chǎn)品一年全行業(yè)銷售額還不如小米一家賣手機(jī)銷售額的一半。等你萬一做出來了,ASML就可以降價(jià)打死你,因此,在過去市場(chǎng)開放的年代,光刻機(jī)以前其實(shí)連試錯(cuò)的機(jī)會(huì)都沒有。資本是逐利的,誰砸錢給你玩這個(gè)?但就是這么巧,美國硬是給國內(nèi)企業(yè)創(chuàng)造了這么個(gè)賺錢的機(jī)會(huì)。ASML沒法來競(jìng)爭(zhēng)了。

而目前的這個(gè)進(jìn)度,也已經(jīng)在荷蘭的預(yù)料之外,比如說,2022年同興達(dá)還在說光刻機(jī)要用日本的, 結(jié)果23年實(shí)際搬進(jìn)來的是上海微電子的光刻機(jī),當(dāng)然是微米級(jí)的。

另據(jù)光刻機(jī)行業(yè)人士透露,納米級(jí)早已研制出來了,只不過達(dá)不到10nm以內(nèi)。目前還需要時(shí)間,從驗(yàn)收到真正商業(yè)化還需要3-5年;好消息是DUV目前看來只剩時(shí)間問題了。而且EUV和DUV是同步研發(fā),兩者的時(shí)間間隔可能比預(yù)期短,就像原子彈和氫彈。

從過往諸多技術(shù)的攻克與自主化替代來看,國內(nèi)尖端技術(shù)領(lǐng)域的歷史性的機(jī)遇,往往都是外部壓力推著我們完成的。

這兩年荷蘭的一系列半導(dǎo)體設(shè)備出口管制新規(guī),限制部分先進(jìn)光刻機(jī)設(shè)備出口,正在加快我國先進(jìn)制程設(shè)備、零部件和材料的國產(chǎn)化步伐,國產(chǎn)光刻機(jī)的攻克,荷蘭的功勞要添上一筆。

從近期來看,美國要求阿斯麥不許給國內(nèi)企業(yè)提供售后和保養(yǎng),國內(nèi)的反擊措施包括斷供鎵和鍺,另一方面是部分企業(yè)要求退貨,如果退了一方面國產(chǎn)光刻機(jī)順理成章拿回市場(chǎng),阿斯麥國內(nèi)的企業(yè)將面臨巨大營收壓力。

一場(chǎng)輸不起的戰(zhàn)爭(zhēng),中國光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)為何能成?

國內(nèi)的芯片產(chǎn)業(yè)、光刻機(jī)產(chǎn)業(yè),外界的環(huán)境與態(tài)度都在發(fā)生微妙的變化,也不應(yīng)該過度樂觀,不管外界是封鎖還是解禁,都要按照自己的節(jié)奏去布局。

光刻機(jī)有10萬多零件,這就是個(gè)系統(tǒng)工程,各方分工協(xié)作,由點(diǎn)及面,可以產(chǎn)生巨大連鎖效應(yīng)。比如哈工大的激光干涉儀,可以用來檢測(cè)光刻機(jī)的精度和穩(wěn)定性。也可以用來測(cè)量微細(xì)結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀,如微電子器件、光學(xué)元件等,還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域。

因此,光刻機(jī)的突破的意義不僅僅在于應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域,還可以應(yīng)用到光學(xué)儀器、精密機(jī)械、生物醫(yī)學(xué)等。對(duì)國內(nèi)的眾多行業(yè)的技術(shù)突破都有重大意義,它是一個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的突破,帶動(dòng)的是眾多產(chǎn)業(yè)的突圍與升級(jí)。

中國人能把高鐵干到4萬公里,安全可靠,性能領(lǐng)先,除了中國哪個(gè)國家現(xiàn)在能做到?中國能在他國封鎖技術(shù)的情況下,把盾構(gòu)機(jī)做到全球第一,能把空間站送上太空安全運(yùn)行,能建成世界上最大的水力發(fā)電站,并且能保證安全運(yùn)行這些巨型高科技設(shè)備,這世界上哪個(gè)國家能做到?

中國單獨(dú)把光伏產(chǎn)業(yè)做到世界第一,在電動(dòng)汽車上把發(fā)展了上百年的燃油車干到被面臨淘汰的危險(xiǎn)境地,除了中國又有哪個(gè)國家單獨(dú)做到?

光刻機(jī)是集合了全球的頂尖科技的產(chǎn)物,但同樣不代表中國不能做到。因?yàn)楹芏嗟氖虑椋驔]有任何一個(gè)國家能做到但中國做到了,只要中國集全國之力,下定決心去做一件事,過去就沒有做不到的,而且光刻機(jī)這種設(shè)備不制裁永遠(yuǎn)沒機(jī)會(huì)國產(chǎn)替代。但目前外部恰恰創(chuàng)造了這樣的機(jī)會(huì)。

光刻機(jī)作為一個(gè)成熟的機(jī)械設(shè)備,有非常廣大的市場(chǎng),對(duì)于中國的眾多產(chǎn)業(yè)的升級(jí)與安全有重大意義,中國必然需要去攻克,如果是必然需要去攻克的項(xiàng)目,光刻機(jī)的突破只是國內(nèi)眾多產(chǎn)業(yè)升級(jí)過程的中的必然結(jié)果。

中國的進(jìn)度之所以比預(yù)想中快,在于國內(nèi)的制造業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的布局對(duì)尖端設(shè)備的制造與研發(fā)有推動(dòng)作用,中國的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì)是其他任何國家所沒有的,國人工作的效率是其他國家的3~5倍!成本比其他國家低50%以上。

尤其在中國舉國體制下要攻克的項(xiàng)目下,又能做到大量資金的持續(xù)投入,外部打壓又形成了自主攻克的共識(shí),有最大的消費(fèi)電子市場(chǎng)作為支撐,并在吸引全球人才、資本以及國內(nèi)外大量理工科學(xué)生進(jìn)入該行業(yè),從目前的進(jìn)度與節(jié)奏來看,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的突破差的只是時(shí)間。

《芯片戰(zhàn)爭(zhēng)》這本書很早就說過,這真是一場(chǎng)我們輸不起的“戰(zhàn)爭(zhēng)”,但從目前來看,我們最終還是能贏。這個(gè)結(jié)果,3~5年可能就會(huì)見分曉。

作者:王新喜 TMT資深評(píng)論人 本文未經(jīng)許可謝絕轉(zhuǎn)載 作者微信公眾號(hào):智能新連接

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